Revealing the origin of high-thermal-stability of single-crystal Ni-rich cathodes toward higher-safety batteries

材料科学 热失控 阴极 热稳定性 氧气 锂(药物) 微晶 扩散 电池(电) 相(物质) 化学工程 热的 冶金 热力学 物理化学 化学 物理 工程类 内分泌学 功率(物理) 有机化学 医学
作者
Yijun Song,Yongpeng Cui,Bingyu Li,Lin Geng,Jitong Yan,Dingding Zhu,Pengfei Zhou,Jin Zhou,Zifeng Yan,Qingzhong Xue,Yongfu Tang,Wei Xing
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:116: 108846-108846 被引量:68
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.108846
摘要

The poor thermal stability of Ni-rich cathode materials, resulting in thermal runaway of the battery, is a major safety threat to the development of lithium-ion batteries. However, the thermal degradation mechanism that determines thermal stability, especially for the promising single-crystal (SC) Ni-rich cathode material, has not been elucidated. More importantly, this is indeed a fundamental issue. Herein, via a series of in-situ/ex-situ probing technologies, the thermal degradation of SC Ni-rich material is elaborately diagnosed from surface to bulk phase and compared with polycrystalline (PC) Ni-rich material. A comprehensive oxygen release kinetic model including oxygen diffusion distance, mechanical stress and temperature is presented. This model reveals that the SC Ni-rich material exhibits a stable depth-dependent gradient oxygen release kinetics, while the PC Ni-rich material exhibits an accelerated oxygen release kinetics by grain boundaries, which reveals the origin of the high-thermal-stability of SC Ni-rich cathodes. This work highlights the importance of suppressing oxygen release kinetics (e.g., increase oxygen diffusion distance, increase mechanical stress) to improve thermal stability, facilitating the development of safer lithium-ion batteries based on Ni-rich cathodes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
深情安青应助pc采纳,获得30
1秒前
mingjiang完成签到,获得积分10
1秒前
JunMa完成签到,获得积分10
3秒前
李健的小迷弟应助bean采纳,获得10
3秒前
无尾熊完成签到,获得积分10
4秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
mingjiang发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
JIAGY应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
学霸业应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
muyi发布了新的文献求助30
6秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
ysssbq完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
JunMa发布了新的文献求助10
9秒前
pluto应助ysy采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Child and Adolescent Psychology 600
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7413959
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9017486
关于积分的说明 19209380
捐赠科研通 7045621
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3233961
关于科研通互助平台的介绍 2396061
邀请新用户注册赠送积分活动 2215973